История цифровой картографии. Цифровая картография. Сущность цифровой картографии
"...Цифровая картография: раздел картографии, охватывающий теорию и практику создания и использования цифровой картографической продукции..."
Источник:
" ГОСТ 28441-99. Картография цифровая. Термины и определения"
(введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 23.10.1999 N 423-ст)
- - наука о географич. картах выросла из измерения Земли, из тех запросов и потребностей, к-рые возникали по мере знакомства с др. землями, из космологич. спекуляций...
Древний мир. Энциклопедический словарь
- - Наука о географич. картах выросла из измерения Земли, из тех запросов и потребностей, которые возникали по мере знакомства с другими землями, из космологич. спекуляций...
Словарь античности
- - Уже с первого взгляда бросаются в глаза разительные внешние отличия средневековых карт от карт Нового времени. Средние века не знали топографической съемки...
Словарь средневековой культуры
- - картогра́фия наука об отображении и познании природных и социально-экономических геосистем посредством карт как моделей...
Географическая энциклопедия
- - наука о географических картах, методах их составления и использования...
Геологическая энциклопедия
- - ".....
Официальная терминология
- - наука о географических картах, о методах их создания и использования. Это наиболее распространённое определение К. отражает её технические аспекты...
Большая Советская энциклопедия
- - наука о географических картах, методах их создания и использования...
Современная энциклопедия
- - наука, включающая теорию, методику и технические приемы создания и использования географических карт, глобусов, карт Луны, планет, звездного неба и т. д. Делится на картоведение, математическую картографию,...
Большой энциклопедический словарь
- - Р., Д., Пр....
Орфографический словарь русского языка
- - картогра/фия,...
Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
- - КАРТОГРА́ФИЯ, -и, жен. Наука о составлении карт, а также их составление...
Толковый словарь Ожегова
- - КАРТОГРА́ФИЯ, картографии, мн. нет, жен. . Учение о приемах составления географических карт. || То же, что картографирование...
Толковый словарь Ушакова
- - картогра́фия ж. 1. Научная дисциплина, изучающая методы создания и использования карта I. 2...
Толковый словарь Ефремовой
- - картогр"...
Русский орфографический словарь
- - КАРТОГРАФИЯ и, ж. cartographie f. Наука о составлении географических карт. БАС-1. || То же, что картографирование. БАС-1. - Лекс. Толль 1864: ...
Исторический словарь галлицизмов русского языка
"Картография цифровая" в книгах
15.1. Картография сновидений
Из книги Сновиденный практикум Равенны. Ступень 1-2 автора Балабан АлександрЦифровая головоломка
Из книги Самые трудные головоломки из старинных журналов автора Таунсенд Чарлз БарриЦифровая головоломка Эту головоломку придумал знаменитый говорящий носорог Руперт. Расположите четыре цифры - 2,3,4 и 5 - и знаки «+» и «=» таким образом, чтобы получился арифметический пример.Эта головоломка проста только на первый
Картография
автораКартография Географические карты – один из главных языков географии. Язык этот как средство выражения представлений людей об окружающей их географической среде и передачи пространственной информации является более древним, нежели любая форма письменности. Известны
Античная картография
Из книги Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона автора Калюжный Дмитрий ВитальевичАнтичная картография Страбон был совершенно прав, когда писал, что наиболее точным изображением земной поверхности является глобус больших размеров. Но поскольку официальная история неправильно датирует время его жизни, то и получается, что эта идея была реализована в
КАРТОГРАФИЯ УДОСТОВЕРЯЕТ
Из книги автораКАРТОГРАФИЯ УДОСТОВЕРЯЕТ Согласно современной историографии, Русь появляется только в VIII в. н. э. Это идет вразрез с тем, что я доказываю в данной монографии. Серьезный аргумент моих противников – утверждение о том, что если бы Россия (Русь) существовала до данного
Цифровая фотокамера
Из книги 100 великих чудес техники автора Мусский Сергей АнатольевичЦифровая фотокамера В 1989 году фабрика «Свема» выпустила последнюю партию любительской кинопленки формата 8 миллиметров, пять лет назад закрылась последняя лаборатория по проявке этой пленки, а чуть позже из продажи исчезли и все необходимые химикаты… Так, на наших
Картография
БСЭКартография историческая
Из книги Большая Советская Энциклопедия (КА) автора БСЭ«Геодезия и картография»
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГЕ) автора БСЭМатематическая картография
Из книги Большая Советская Энциклопедия (МА) автора БСЭЭкономическая картография
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЭК) автора БСЭЦифровая система
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЦИ) автора БСЭЦифровая видеокамера
Из книги Тысяча и один совет по дому и быту автора Поливалина Любовь АлександровнаЦифровая видеокамера Как уже упоминалось, цифровые видеокамеры стоят дороже аналоговых, а потому не всегда доступны обычному потребителю. Запись производится в форматах Digital-8 и MiniDV на DV-кассету.Они имеют все те же функции, которые применяются в аналоговых камерах.
Цифровая Техника
Из книги Путеводитель по журналу "Радио" 1981-2009 гг автора Терещенко ДмитрийЦифровая Техника Счетчик для электронных часовКоротаев Г.1981, № 1, с. 46. Музыкальная шкатулкаПолин А.1981, № 2, с. 47. Цифровой экспозиметрПсурцев В.1981, № 3, с. 23. Цифровой экспозиметрПсурцев В.1981, № 4, с. 30. Секундомер-таймер из Б3-23Для Народного Хозяйства И БытаЗальцман Ю.1981, № 5, с.
Цифровая подпись.
Из книги PGP: Кодирование и шифрование информации с открытым ключом. автора Левин МаксимЦифровая подпись. Огромным преимуществом публичной криптографии также является возможность использования цифровой подписи, которая позволяют получателю сообщения удостовериться в личности отправителя сообщения, а также в целостности (верности) полученного
Цифровая картография и ГИС
В последнее десятилетие картография переживает период глубоких перемен и технологических инноваций, вызванных информатизацией науки, производства и общества в целом. Возникла необходимость пересмотра и переопределения многих понятий этой научной дисциплины. Например, еще в 1987 году в составе Международной Картографической Ассоциации были созданы две рабочие группы по картографическим определениям и концепциям. Причем одним из главных вопросов, подлежащих изучению и разрешению, был вопрос о том, можно ли определить картографию без понятия "карта" и должны ли в это определение включаться ГИС или ее элементы. В 1989 году. рабочая группа предложила следующую дефиницию: "Картография - это организация и коммуникация географически привязанной информации в графической или цифровой форме; она может включать все этапы от сбора до отображения и использования данных". Понятие "карта" не включено в это определение, а предложено рассматривать ее отдельно как "холическое (т. е. целостное, структурное) отображение и мысленную абстракцию географической реальности, предназначенную для одной или нескольких целей и трансформирующую соответствующие географические данные в произведения, представленные в визуальной, цифровой или осязательной формах".
Приведенные дефиниции вызвали широкую дискуссию среди картографов, и в результате появился альтернативный вариант определения картографии, в котором она рассматривается как "организация, отображение, коммуникация и использование пространственно координированной информации, представляемой в графической, цифровой и осязательной формах; может включать все этапы от сбора данных до их использования при создании карт, либо других информационных пространственных документов ".
По мнению большинства современных картографов, технологические аспекты картографии не являются главными в эпоху информатики и все определения картографии через технологию - ошибочны. Картография остается прикладной, преимущественно визуальной дисциплиной, в которой большое значение имеют коммуникационные аспекты. Ошибочна также и оценка компьютерных карт в смысле их похожести, неотличимости от карт, создаваемых вручную. Действительное значение ГИС-технологии как раз и состоит в возможности создания произведений нового типа. При всем этом главной задачей картографии остается познание реального мира, и здесь весьма трудно отделить форму (картографическое отображение) от содержания (отражаемая действительность). Прогресс геоинформационных технологий лишь увеличил диапазон данных, подлежащих картографированию, расширил круг научных дисциплин, нуждающихся в картографии. Экранные (дисплейные) карты и электронные атласы, которые становятся теперь частью национальных картографических программ во многих странах, лишь усиливают связи картографии с компьютерной графикой и ГИС, не меняя, однако, сущности картографирования.
Следует отметить, что цифровая картография в генетическом плане не является прямым продолжением традиционной (бумажной) картографии. Она развивалась в ходе общего развития программного обеспечения ГИС и поэтому часто рассматривается как второстепенная ГИС-составляющая, которая, в отличие от программного обеспечения ГИС, не требует вложения больших сил и средств. Так, неподготовленный пользователь с помощью существующего программного обеспечения ГИС после нескольких дней обучения уже может создать простую цифровую карту, однако даже за месяц он не в состоянии создать работоспособное программное обеспечение ГИС. С другой стороны, как отмечают специалисты-картографы, из-за видимой легкости и простоты происходит недооценка цифровой картографии со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Цифровая картография стала жить собственной жизнью и ее связь с традиционной картографией зачастую рассматривается как совершенно лишняя. Как известно, для создания традиционной бумажной карты требуется довольно сложное оборудование, а также коллектив опытных специалистов (картографов-дизайнеров), создающий и редактирующий карты, выполняющий рутинную работу по обработке первичного материала. Это технически и технологически очень сложный и трудоемкий процесс. С другой стороны, для создания цифровой карты нужен лишь персональный компьютер, внешние устройства, программное обеспечение и исходная (в общем случае бумажная) карта. Иными словами, любой пользователь получает возможность создавать цифровые карты в виде готовой продукции - цифровых карт на продажу. В результате в настоящее время цифровым картографированием занято очень много непрофессионалов, а отрыв от теории и методики традиционной картографии приводит к потере качества передачи геометрических и топологических форм объектов карты, ибо умения хорошо чертить на бумаге недостаточно для качественного цифрования (дигитизирование - процесс более сложный, так как приходится качественно аппроксимировать непрерывные кривые отрезками прямых). При этом страдает и качество оформления: зачастую карты, выведенные на печать, "напоминают некий чертеж с набором цветовых пятен, но никак не карту".
Лишь в последнее время с развитием рынка ГИС начала возрастать потребность в качественных цифровых картах; пользователи стали обращать внимание не только на скорость цифрования карт и их низкую цену, но и на качество. Растет количество мест, где осуществляется подготовка специалистов с использованием ГИС-технологии; западные системы русифицируются и украинизируются, расширяя круг потенциальных пользователей ГИС. Таким образом, налицо тенденция качественного развития цифровой картографии в фарватере общего развития ГИС-технологии.
Рассмотрим некоторые особенности технологии цифрового картографирования и основные параметры цифровых карт. Прежде всего необходимо отметить, что в силу многообразия задач, решаемых с помощью цифровых карт, трудно однозначно определить универсальные критерии их качества, поэтому наиболее общим критерием должна быть способность обеспечить решение поставленной задачи. В настоящий момент ситуация на рынке цифровых карт такова, что в основном они создаются для конкретного проекта, в отличие от традиционной картографии, где в качестве картоосновы используются уже существующие картографические материалы. Поэтому чаще всего создание цифровой карты определяется не устоявшимися и проверенными временем инструкциями, а разрозненными и не всегда профессионально составленными техническими заданиями.
Качество цифровой карты
Качество цифровой карты складывается из ряда составляющих, но основными являются информативность, точность, полнота и корректность внутренней структуры.
Информативность. Карта как модель действительности обладает гносеологическими свойствами, например, такими, как содержательное соответствие (научно-обоснованное отображение главных особенностей действительности), абстрактность (генерализованность, переход от индивидуальных понятий к собирательным, отбор типичных характеристик объектов и устранение второстепенных), пространственно временное подобие (геометрическое подобие размеров и форм, временное подобие и подобие отношений, связей, соподчиненности объектов), избирательность и синтетичность (раздельное представление совместно проявляющихся явлений и факторов, а также единое целостное изображение явлений и процессов, которые в реальных условиях проявляются раздельно). Эти свойства, естественно, влияют и на качество конечного продукта - цифровой карты, однако в основном относятся к компетенции создателей исходного картографического произведения: создатели традиционной карты-источника несут ответственность за ее информативность, и при создании цифровой карты важно правильно подобрать этот источник и корректно передать, учитывая особенности цифрового картографирования, заложенную в исходную карту информацию.
Полнота Передачи содержания. Величина этого параметра зависит в основном от технологии создания цифровой карты, т. е. от того, насколько строго осуществляется контроль пропусков операторами объектов цифрования. Для контроля может использоваться твердая копия цифровой карты, выведенная на пластик в масштабе оригинала. При последующем наложении на источник цифрования проводится сверка содержания цифровой карты и исходного материала. Такой метод может также использоваться для оценки качества передачи форм объектов, но он неприемлем для оценки ошибки положения контуров, так как устройство вывода всегда дает заметные искажения. При векторизации растра совмещение слоев созданной цифровой карты и растровой подложки позволяет оперативно выявить пропущенные объекты.
Точность. В понятие точности цифровой карты входят такие параметры, как ошибка положения контуров относительно источника, точность передачи размеров и форм объектов при цифровании, а также ошибка положения контуров цифровой карты относительно местности, связанная с источником цифрового картографирования (деформация бумаги, искажения растрового изображения при сканировании и т. п.). Кроме того, точность зависит от программного обеспечения, используемого оборудования и источника цифрования. В настоящий момент параллельно существуют и дополняют друг друга две технологии оцифровки карт - дигитайзерный ввод и цифрование по растру (сканирование). Практика показывает, что сейчас трудно говорить о преимуществе какой-то одной из них. При дигитайзерной оцифровке основной объем работ по вводу цифровых карт выполняется оператором в ручном режиме, т. е. для ввода объекта оператор наводит курсор на каждую выбранную точку и нажимает кнопку. Точность ввода при цифровании в решающей степени зависит от квалификации оператора. При векторизации растровых карт субъективные факторы влияют меньше, так как растровая подложка позволяет все время корректировать ввод, однако на передачу формы объектов влияет качество растра и при изрезанных краях растровой линии начинают появляться изгибы проводимой векторной линии, которые вызваны не общей формой линии, а локальными нарушениями растра.
Корректность внутренней структуры.
Готовая цифровая карта должна иметь корректную внутреннюю структуру, определяемую требованиями, предъявляемыми к картам данного типа. Например, ядром картографической подсистемы в ГИС, использующих цифровые векторные карты, является многослойная структура карт (layers), над которыми должны выполняться операции сквозного поиска, наложения с созданием производных цифровых карт и сохранением связи идентификаторов объектов исходных и производных карт. Для поддержки этих операций к топологической структуре цифровых карт в ГИС предъявляются требования, значительно более жесткие, чем, например, к картам, которые используются для решения задач автоматизированного картографирования или навигации. Это связано с тем, что контуры объектов с разных карт (слоев) должны быть строго согласованы, хотя на практике, несмотря на достаточно точное цифрование исходных карт по отдельности, это согласование не достигается, и при наложении цифровых карт образуются ложные полигоны и дуги. Несовпадения могут быть визуально неразличимы до определенного масштаба увеличения, что вполне допустимо для задач автоматизированного картографирования, ориентированных на создание традиционных карт фиксированного масштаба с помощью ЭВМ. Однако это совершенно неприемлемо для функционирования ГИС, когда для решения различных задач анализа используется строгий математический аппарат. Например, топологическая карта должна иметь корректную линейно-узловую (полигоны должны собираться из дуг, дуги должны соединяться в узлах и т. д.) и многослойную структуру (соответствующие границы из разных слоев совпадают, происходит точное примыкание дуг одного слоя к объектам другого и т. д). Создание корректной структуры цифровой карты зависит от возможностей программного обеспечения и от технологии цифрования.
В настоящее время в мире уже сформировалась целая индустрия цифрового картографирования, сложился обширный рынок цифровых карт и атласов. Первым успешным коммерческим проектом здесь, по-видимому, следует считать Цифровой Атлас Мира (производитель - фирма Delorme Mapping Systems), выпущенный в 1988 году. Затем последовал британский Domesday Project /100/, в результате которого был создан цифровой атлас Великобритании на оптических дисках (в качестве исходных карт и топооснов использовались материалы военно-топографической съемки). С 1992 года Картографическое агенство Министерства обороны США выпускает и корректирует цифровую карту мира (Digital Chart of the World - DCW) масштаба 1:1 000 000. Во многих странах мира уже созданы национальные цифровые атласы и общегеографические карты. На Рис. 5.1 представлен черно-белый вариант распечатки одного из фрагментов цифрового атласа мира.
Цифровая картография
- 3.7 out of 5 based on 6 votesВ наше время преобладает очень высокий уровень автоматизации, и это отражается практически на всех сферах человеческой деятельности. В связи с такой актуальностью технического прогресса возникла цифровая картография, которая представляет собой компьютерную обработку и анализ картографической информации. На данный момент именно цифровая картография является самой популярной в своей научной области, так как сейчас создание любых картографических изображений выполняется именно на компьютере.
Цифровую картографию нельзя назвать отдельной дисциплиной или разделом. Это, скорее всего эффективный инструмент, который позволяет удобно и быстро обрабатывать картографические данные при помощи ПК. Однако влияние цифровой картографии на науку является действительно сильным, и данный способ отображения местности в корне изменил принцип визуализации территории.
Сравним цифровую картографию со старым способом создания карт. В давние времена картографы проводили дни и ночи напролет, находясь у карты, вычерчивая каждый элемент тушью. Такая работа была очень кропотливая, и трудозатраты были просто неоправданны. Сейчас же технология создания карт существенно изменилась, и теперь всю рутинную работу выполняет компьютер, причем гораздо быстрее. Во время обработки картографической информации на ПК используют специальные автоматизированные системы, которые имеют большой функционал, состоящий из инструментов, необходимых для создания карт. Благодаря своей гибкости автоматизированные картографические системы дают массу возможностей современным картографам, которые действительно упрощают и улучшают процесс иллюстрации местности.
Можно отсчитывать от одна тысяча девятьсот пятьдесят седьмого года. В этом году в Массачусетском технологическом институте (США) была изготовлена первая цифровая модель рельефа и местности карты, которую использовали в дальнейшем для проектирования автомобильных дорог. Это свидетельствует о том, что в картографии с середины двадцатого века начали развитие новые технологические картосоставительские и картоиздательские процессы и методы, которые усовершенствуются до настоящего времени. Основными направлениями и тенденциями совершенствования в них можно выделить:
- технологические (электронные) методы создания карт;
- цифровые способы организации банков и баз данных;
- технологии геоинформационного картографирования;
- формирование карт в компьютерных сетях;
- разработки виртуального картографирования.
Для более эффективного применения научно-технологических процессов развития картографии требуется наиболее быстрая доставка созданных ею продуктов до конечного пользователя. Тогда они будут оперативно использованы потребителями для решения ставящихся ими конкретных задач. В современных реалиях все научно-производственные отрасли, в том числе и цифровая картография , ориентируются на удовлетворение таких запросов и потребностей общества. Таким образом, с помощью цифровых технологий картография превращается из познавательных и просто средств ориентирования в математический инструментарий и методы проектирования, организации, управления и планирования. Уже очевидно, что технический прогресс повлиял на способы использования карт, из которых выделим следующие:
- методы коммуникации;
- пространственной информации;
- системного принятия решений.
Сущность цифровой картографии
Цифровую картографию можно представить в трех, а то и четырех содержательных формах:
- раздел картографической науки;
- производственной индустрии;
- новой технологии.
- инструмент визуализации изображений картографической продукции .
Прежде всего, как радел картографической науки, цифровая картография занимается исследованием и отображением пространственного местоположения различных объектов деятельности общества, всевозможных природных явлений, их цифрового моделирования и взаимосвязей.
С применением и использованием автоматизированных процессов изготовления, новых компьютерных технологий и разнообразного визуального ряда изображений цифровая картография пользуется особой популярностью, как у потребителей, так и специалистов. Изготовление картографической продукции , как индустриального производства, является многофункциональным технологическим процессом с применением современных технологий и имеющим спрос как электронного продукта.
Стоит вспомнить, каким образом ранее строились карты. Создавались целые штатные картографические группы и тематические партии, в услугах которых возникала производственная необходимость. Вся получаемая съемочная информация фиксировалась тушью на кальке или более плотной основе. Большая трудоёмкость, значительные временные затраты и скрупулезность во всем картосоставительском процессе делали процесс медленным. Сейчас все это заменяют компьютерные технологии, с возможностью более быстрого и точного исполнения проектов, удобства в обновлении и редактировании карт.
Преимущества цифровой картографии
Сравнивая все предыдущие и настоящие возможности различных способов построения карт, включая экономическую составляющую рыночной эффективности, можно выделить следующие преимущества цифровой картографии :
- передача точной информации об объекте, практически исключающая возможность получения ошибок, в связи с использованием в расчетах компьютерной автоматизации;
- быстрота обработки и получения итогового результата с более высокой производительностью труда;
- более экономичный способ создания карт с меньшими затратами труда;
- возможность и удобство, как редактирования, так и периодического обновления карт на той же математической и геодезической основе.
Следует также отметить, что цифровая картография все больше занимает места в мировом информационном потоке, проникает в различные сферы интересной современной жизни планеты и завоевывает значительные слои пользователей своей продукции, создавая тем самым повышенный спрос. Такая ситуация происходит по мере развития:
- новых (компьютерных) технологий картографических и геоинформационных систем;
- новых (космических) методов геодезического пространственного позиционирования и определения расположения всех объектов;
- совершенствование е составления карт, повышающих точность и скорость осваивания новых востребованных картографических продуктов.
Виды цифрового картографического производства
Цифровое картографическое производство для получения определенных результатов в современном своем виде занимается следующими производственными процессами:
- разработкой цифровых типовых карт и других, необходимых для этого картографических материалов в виде массивов информации всей совокупности объектов;
- созданием тематических карт с использованием уже имеющихся цифровых математической и картографической основ;
- ведение цифровых баз данных различной информации, в том числе границах государств;
- цифровое картографирование по спутниковым и аэрофотографическим снимкам;
- цифровое применение строительства топографических карт.
Производственные процессы цифровой картографии
Цифровая картография сложный технологический продукт, который представляет картографическое производство , состоящее из следующих производственных процессов:
- редакционного подготовительного периода составления цифровой карты;
- входного контроля исходных материалов;
- классификации объектов подготавливаемой документации;
- кодировки объектов;
- описания объектов цифровой карты;
- редактирования карт;
- контроля качества;
- обновления;
- преобразования в обменный формат;
- преобразования в заданный формат;
- оцифровка материалов карт;
- векторизация карт;
- автоматизации картографической генерализации;
- сводка цифровых карт;
- контроль сводки карт;
- передача в Фонд топографических карт.